智慧医院建筑电气设计手册
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2.3.2 负荷计算、计算电流、尖峰电流计算、短路电流计算

1.负荷计算、计算电流、尖峰电流计算

在方案阶段宜采用单位指标法进行负荷估算,在初步设计和施工图阶段应采用需要系数法进行负荷计算。负荷计算是确定变压器容量、备用电源、应急电源容量、无功补偿容量的重要依据,应做到准确、全面。医院建筑宜按门诊、医技和住院三部分分别计算负荷。门诊、医技用房的用电负荷主要为日负荷,住院用房的用电负荷主要为夜负荷。

1)计算变压器容量时,应将正常运行状态下的全部设备容量纳入计算,消防专用负荷、备用负荷不参与计算,季节性负荷仅考虑负荷最大的季节性负荷。需要注意的是,医院建筑中,一般都有较多的大型医疗设备,其工作制多数属于断续反复工作制,只在曝光的瞬间会产生比较大的工作电流,平时均处于低功耗的运行状态。故在进行负荷计算的时候,其需要系数可以取得较低或按照二项式法进行负荷计算。

2)计算备用电源、应急电源容量时,应区分消防和非消防状态分别计算,按结果较大者选择备用电源、应急电源。

3)计算消防状态的电源容量时,应遵循“一处着火”的原则,不应将全部消防负荷简单相加。消防应急供电系统的供电容量,应保证火灾发生时建筑物内所有应急照明、消防电梯、消防水泵、消防控制室、相邻两个最大的防火分区排烟风机、排烟补风机及正压送风机的正常供电。

计算电流是计算负荷在额定电压下的正常工作电流,它是选择保护电器、导体、计算电压偏差、功率损耗等的重要依据。

尖峰电流是电动机等用电设备起动或冲击性负荷工作时产生的最大负荷电流,持续时间一般为1~2s。它是计算电压波动和选择低压保护电器、检验电动机自起动条件等的依据。

根据配电回路的计算电流、尖峰电流计算,确定保护开关的脱扣曲线特性及脱扣器整定值;根据负荷计算结果,确定变压器容量、备用电源、应急电源的容量及低压无功补偿的容量。

2.短路电流计算

预期最大短路电流计算是选择保护开关分断能力及进行出线电缆热稳定校验的依据。当采用限流型断路器时,宜按能量曲线查得实际短路电流后再根据实际短路电流进行电缆热稳定校验。

预期最小短路电流计算是进行保护开关灵敏度校验的依据。当出线电缆长度较长时,应进行灵敏度校验,以确保末端短路电流能确保保护开关瞬动保护(或短路短延时保护)可靠动作。

根据最大短路电流计算结果,校验开关分断能力,一般要求断路器运行短路分断能力应不小于预期最大短路电流,当无法达到时,至少断路器极限短路分断能力应不小于预期最大短路电流。

根据最大短路电流计算结果,校验导体的热稳定;根据最小短路电流计算结果,校验保护开关的灵敏度。当最小短路电流无法满足保护开关灵敏度要求时,可通过加大导体截面面积或调整保护开关瞬动(或短延时)整定倍数的方式解决,优先采用后者,以尽量减小导体截面面积,降低投资。

医院建筑内大型医疗设备对电源内阻要求较高,单纯按照保护开关整定值选择电缆往往无法满足电源内阻要求,一般大型医疗设备的配电电缆会比按保护开关整定值选择的电缆截面面积大,具体截面尺寸建议在设计阶段按图集《医疗建筑电气设计与安装》(19D706-2)中的建议值选择,工程实施阶段,再根据具体订货产品由厂家提供电缆截面尺寸具体数值。